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JP3164683B2 - Ultrasonic motor - Google Patents
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JP3164683B2 - Ultrasonic motor - Google Patents

Ultrasonic motor

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JP3164683B2
JP3164683B2 JP01202293A JP1202293A JP3164683B2 JP 3164683 B2 JP3164683 B2 JP 3164683B2 JP 01202293 A JP01202293 A JP 01202293A JP 1202293 A JP1202293 A JP 1202293A JP 3164683 B2 JP3164683 B2 JP 3164683B2
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vibration
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mechanical energy
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毅直 藤村
俊通 飯島
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  • General Electrical Machinery Utilizing Piezoelectricity, Electrostriction Or Magnetostriction (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、超音波モータ、詳しく
は、電気−機械エネルギー変換素子より発生する振動に
よって回転する超音波モータに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an ultrasonic motor, and more particularly, to an ultrasonic motor which is rotated by vibration generated by an electromechanical energy conversion element.

【0002】[0002]

【従来の技術】電気−機械エネルギー変換素子より発生
する振動によって回転する超音波モータは、従来より種
々提案されていて、このようなものの一例が、特開平4
−91668号公報に開示されていている。該公報に記
載の振動子は、駆動用振動モードの節位置の外径に比較
して、その両端部の外径を太く形成している。振動子の
形状をこのように形成することにより、直径が一様であ
る振動子と比較して固有振動数を下げることができ、逆
にモーダル質量が大幅に増加して大きな振動振幅を得る
ことができるものである。このような技術手段を用いる
ことによって、モータ駆動用の回路系を含めたモータ効
率を向上し、駆動を安定化させる構成となっている。
2. Description of the Related Art Various ultrasonic motors that rotate by vibration generated by an electro-mechanical energy conversion element have been proposed in the related art.
-91668. The vibrator described in this publication is formed such that the outer diameters at both ends thereof are larger than the outer diameter at the node position in the driving vibration mode. By forming the shape of the vibrator in this way, it is possible to reduce the natural frequency as compared with a vibrator with a uniform diameter, and to increase the modal mass significantly and obtain a large vibration amplitude Can be done. By using such technical means, the motor efficiency including the circuit system for driving the motor is improved and the driving is stabilized.

【0003】また、上述と同様な効果を得る他の技術手
段として、大径部を高密度部としたものが、特開平4−
91670号公報に提案されている。この技術手段で
は、ランジュバン型超音波振動子の圧電素子に電圧を印
加するために、金属製の薄板を該圧電素子と略同形状に
形成して電極板とし、この電極板からリード線を接続す
るための端子部を突設し、このような電極板を上記圧電
素子の両端面に固定していて、電圧印加手段としてはこ
のような構成が一般的なものである。このような電圧印
加手段は、製作が容易であり、しかも圧電素子と良好な
密着性が得られるために古くから多用されてきた。
As another technical means for obtaining the same effect as described above, Japanese Patent Laid-Open Publication No. Hei.
No. 91670 is proposed. In this technical means, in order to apply a voltage to a piezoelectric element of a Langevin type ultrasonic transducer, a thin metal plate is formed in substantially the same shape as the piezoelectric element to form an electrode plate, and a lead wire is connected from this electrode plate. Such electrode plates are fixed to both end faces of the piezoelectric element, and such a configuration is generally used as voltage applying means. Such a voltage applying means has been widely used for a long time because it is easy to manufacture and has good adhesion to the piezoelectric element.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】上記特開平4−916
68号公報に記載されるような、大径部を振動の腹位置
に配設して振動振幅の拡大を図る技術手段は、非常によ
く用いられるものであるが、一般に振動子の大型化,高
重量化を招くことが懸念されている。電気−機械エネル
ギー変換素子である圧電素子の外周径に対して、付加質
量の部分の外周を大きくすれば径方向に大型化してしま
い、一方、軸方向に付加質量の部分を長くしようとすれ
ば振動子の全長が大型化してしまう。このような振動子
を用いた超音波モータは、スペースが比較的余裕のある
部分に用いる場合にはあまり問題とならないが、限られ
たスペースに用いる場合には大きな欠点となり、実際に
は用いることができない。
SUMMARY OF THE INVENTION The above-mentioned Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-916 is disclosed.
Japanese Patent Application Laid-Open No. 68-68, No. 68, discloses a technique in which a large-diameter portion is disposed at an antinode of vibration to increase the vibration amplitude, which is very often used. There is a concern that the weight may be increased. If the outer circumference of the additional mass is made larger with respect to the outer diameter of the piezoelectric element, which is an electro-mechanical energy conversion element, the size becomes larger in the radial direction, while if the additional mass is made longer in the axial direction, The overall length of the vibrator becomes large. Ultrasonic motors using such transducers are not very problematic when used in areas where there is a relatively large amount of space, but they are a major drawback when used in confined spaces. Can not.

【0005】また、上記特開平4−91670号公報に
示されるように、高密度部を振動の腹位置に用いる場合
には小型化が図れるが、2種類の異なった材質の部材が
必要となったり、これら複数の部材を組み立てる工程が
増加したりして、コストが上昇してしまうという問題点
がある。
Further, as shown in the above-mentioned Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 4-91670, when the high-density portion is used at the antinode of vibration, the size can be reduced, but members of two different materials are required. Also, there is a problem that the cost is increased due to an increase in the number of steps for assembling the plurality of members.

【0006】一方、上述のような電圧印加手段は、超音
波振動子の外周径から電極板の端子部が突出するため
に、スペース上の問題を有していた。さらに、圧電素子
を多層に積層する場合、超音波振動子の外周に多数の端
子部が突出するのに加えて、これらの端子部に接続され
るリード線の数も多くなり、さらにスペース上の問題が
大きくなる。そして、配線が煩雑になることもいうまで
もない。これらは、特に小型の超音波モータ(例えばφ
10(mm)以下の超音波モータ)において重要な問題点と
なっている。
On the other hand, the above-described voltage applying means has a space problem because the terminal portion of the electrode plate protrudes from the outer diameter of the ultrasonic vibrator. Further, when the piezoelectric elements are stacked in multiple layers, in addition to the large number of terminal portions protruding on the outer periphery of the ultrasonic vibrator, the number of lead wires connected to these terminal portions also increases, further increasing the space. The problem gets bigger. Needless to say, the wiring becomes complicated. These are particularly small ultrasonic motors (eg, φ
This is an important problem in an ultrasonic motor of 10 (mm) or less.

【0007】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
のであり、振動振幅を拡大して効率を向上できる、小ス
ペースの超音波モータを提供することを目的としてい
る。
The present invention has been made in view of the above problems, and has as its object to provide a small-space ultrasonic motor capable of improving the efficiency by increasing the vibration amplitude.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明による第1の超音波モータは、棒状の電気
−機械エネルギー変換素子を備え、該電気−機械エネル
ギー変換素子に電気信号を印加することにより端面が中
心軸に対して傾斜しながら回転運動する振動発生部と、
この振動発生部の一方の端面に隣接して同軸に設けら
れ、側面に溝を有する振動片と、この振動片と上記振動
発生部との接続部に形成され、該振動発生部の共振周波
数と上記振動片の共振周波数とが一致する形状をなす
ランジ部と、上記振動片押圧され、所定方向に移動さ
れる被駆動部材と、を具備したことを特徴とする。
た、上記の目的を達成するために、本発明による第2の
超音波モータは、棒状の電気−機械エネルギー変換素子
を備え、該電気−機械エネルギー変換素子に電気信号を
印加することにより端面が中心軸に対して傾斜しながら
回転運動する振動発生部と、この振動発生部の一方の端
面に隣接して同軸に設けられ、且つ軸周りに複数に分割
されている、側面に溝を有する振動片と、この振動片と
上記振動発生部との接続部に形成されたフランジ部と、
上記振動片に押圧され、所定方向に移動される被駆動部
材と、を具備したことを特徴とする。さらに、上記の目
的を達成するために、本発明による第3の超音波モータ
は、棒状の電気−機械エネルギー変換素子を備え、該電
気−機械エネルギー変換素子に電気信号を印加すること
により端面が中心軸に対して傾斜しながら回転運動する
振動発生部と、この振動発生部の一方の端面に隣接して
同軸に設けられ、側面に溝を有する振動片と、この振動
片と上記振動発生部との接続部に配設され、上記中心軸
に平行な面と垂直な面の何れもが薄肉に形成されたフラ
ンジ部と、上記振動片に押圧され、所定方向に移動され
る被駆動部材と、を具備したことを特徴とする。
In order to achieve the above object, a first ultrasonic motor according to the present invention comprises a rod-shaped electro-mechanical energy conversion element, and the electro-mechanical energy conversion element comprises :
A vibration generating unit that rotates while the end face is inclined with respect to the central axis by applying an electric signal to the energy conversion element ,
It is provided coaxially adjacent to one end face of this vibration generation part .
Which is formed in the connecting portion of the resonator element having a groove on a side surface, and the resonator element and the vibration generating portion, the resonance frequency of the vibration generating portion
A full <br/> flange portion in the shape of the resonance frequency of the number of the resonator element is matched, it is pressed against the vibrating element, characterized in that anda driven member is moved in a predetermined direction . Ma
Further, in order to achieve the above object, the second aspect of the present invention
Ultrasonic motors are rod-shaped electro-mechanical energy conversion elements
And providing an electric signal to the electro-mechanical energy conversion element.
The end face is tilted with respect to the center axis by applying
Vibration generator that rotates and one end of the vibration generator
Provided coaxially adjacent to the surface and divided into multiple parts around the axis
A vibrating reed having a groove on the side surface, and the vibrating reed
A flange portion formed at a connection portion with the vibration generating portion,
Driven part pressed by the vibrating piece and moved in a predetermined direction
And a material. In addition, the above eye
Third ultrasonic motor according to the present invention to achieve
Comprises a rod-shaped electro-mechanical energy conversion element,
Applying an electrical signal to the gas-mechanical energy conversion element
Causes the end face to rotate while tilting with respect to the central axis
Vibration generating part, adjacent to one end face of the vibration generating part
A vibrating reed provided coaxially and having a groove on the side face;
The central axis is provided at a connection portion between the piece and the vibration generation portion.
A thin wall is formed on both the plane parallel and
Edge part and pressed by the vibrating piece and moved in a predetermined direction.
And a driven member.

【0009】[0009]

【0010】[0010]

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を説明
する。図1ないし図4は、本発明の第一実施例を示した
ものである。この第一実施例では、電気−機械エネルギ
ー変換素子として、電圧印加面に銀蒸着された圧電素子
を用いている。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. 1 to 4 show a first embodiment of the present invention. In the first embodiment, a piezoelectric element in which silver is deposited on a voltage application surface is used as an electro-mechanical energy conversion element.

【0011】図1は中心軸から右半分を断面で示した超
音波モータの全体を示す側面図であり、図2は積層され
た圧電素子を中心軸方向に引き伸ばして示した分解斜視
図である。この第一実施例の超音波モータは、中心軸を
構成する締結部材10に対して、圧電素子1,2,3,
4などで構成された発振子5を第一共振器9と第二共振
器17で挟み込んで形成した振動子19に、被駆動部材
たる回転子13を皿ばね20を介してナット21で押圧
量を調整可能にねじ止めして、その主要部を構成されて
いる。
FIG. 1 is a side view showing the entire ultrasonic motor showing the right half in cross section from the central axis, and FIG. 2 is an exploded perspective view showing the laminated piezoelectric elements stretched in the central axis direction. . The ultrasonic motor according to the first embodiment includes a piezoelectric element 1, 2, 3,
The amount of pressure applied to the rotor 13 as a driven member by a nut 21 via a disc spring 20 is placed on a vibrator 19 formed by sandwiching the oscillator 5 composed of a member 4 between the first resonator 9 and the second resonator 17. The screw is adjustably screwed to form the main part.

【0012】上記発振子5は、電極板8,第一圧電素子
1,電極板6,第二圧電素子2,電極板8,第三圧電素
子3,電極板7,第四圧電素子4,電極板8をこの順に
積層して構成されている。上記ドーナツ形状の第一圧電
素子1,第二圧電素子2,第三圧電素子3,第四圧電素
子4は、それぞれ中心軸に垂直な方向に分極されてい
て、第一圧電素子1の分極方向と第二圧電素子2の分極
方向とは互いに反転するように配設され、同様に第三圧
電素子3の分極方向と第四圧電素子4の分極方向も反転
されている。そして、第一圧電素子1および第二圧電素
子2の分極軸に対して、第三圧電素子3および第四圧電
素子4の分極軸は、位置的に90°ずれて配置されてい
る。
The oscillator 5 includes an electrode plate 8, a first piezoelectric element 1, an electrode plate 6, a second piezoelectric element 2, an electrode plate 8, a third piezoelectric element 3, an electrode plate 7, a fourth piezoelectric element 4, The plates 8 are laminated in this order. The donut-shaped first piezoelectric element 1, the second piezoelectric element 2, the third piezoelectric element 3, and the fourth piezoelectric element 4 are each polarized in a direction perpendicular to the central axis. The polarization direction of the third piezoelectric element 3 and the polarization direction of the fourth piezoelectric element 4 are also reversed. Then, the polarization axes of the third piezoelectric element 3 and the fourth piezoelectric element 4 are arranged to be shifted by 90 ° from the polarization axes of the first piezoelectric element 1 and the second piezoelectric element 2.

【0013】また、上記電極板6,8,7は銅で形成さ
れていて、電極板6と電極板7には、90°位相がずれ
た共振周波数附近の正弦波電圧(例えば電極板6にはs
inωt,電極板7にはcosωtの波形を有する電
圧)が図示しない駆動回路からそれぞれ印加されるとと
もに、電極板8はアース(図中、符号Gで示す)に接続
されている。
The electrode plates 6, 8, and 7 are made of copper, and the electrode plates 6 and 7 are provided with a sinusoidal voltage near the resonance frequency, which is 90 ° out of phase (for example, a voltage applied to the electrode plate 6). Is s
In ωt, a voltage having a waveform of cos ωt is applied to the electrode plate 7 from a drive circuit (not shown), and the electrode plate 8 is connected to the ground (indicated by the symbol G in the figure).

【0014】上記第一共振器9は、振動伝達に優れた材
質(アルミニウム合金,ステンレス,リン青銅,ジュラ
ルミン,チタン合金など)で形成されていて、本実施例
ではSUS440Cにハードクロムメッキ処理をして、
硬度をHv800以上にしたものを用いている。該第一
共振器9の中心軸部には、締結部材10と螺合する雌ね
じ11が刻設され、振動子19の端面となる方向から電
圧素子1,2,3,4の方向へ向けて、第一共振器9の
端面が締結部材10と接触しないようにカップ状の凹部
12が形成されている。よって、第一共振器9の回転子
13との接触部近傍は薄肉の円筒形状となっていて、振
動片23を構成している。そして、この振動片23より
下側の部分、すなわち第一共振器9の下部と、発振子5
と、第二共振器17とで振動発生部24を構成してい
る。さらに、第一共振器9の外周面には、所定深さの第
一周溝14と第二周溝15が、外周と同心円状に刻設さ
れている。このとき、第二周溝15と共振器9の周面と
を接続する部分、つまり上記振動片23と振動発生部2
4とを接続する部分には、薄肉のフランジ部16が構成
されている。
The first resonator 9 is made of a material having excellent vibration transmission (aluminum alloy, stainless steel, phosphor bronze, duralumin, titanium alloy, etc.). hand,
The hardness is set to 800 or more. A female screw 11 to be screwed with the fastening member 10 is engraved on the center axis portion of the first resonator 9, and is directed from the end face of the vibrator 19 toward the voltage elements 1, 2, 3, and 4. A cup-shaped recess 12 is formed so that the end face of the first resonator 9 does not contact the fastening member 10. Therefore, the vicinity of the contact portion of the first resonator 9 with the rotor 13 is formed in a thin cylindrical shape, and constitutes the resonator element 23. Then, a portion below the resonator element 23, that is, a lower portion of the first resonator 9, and the oscillator 5
And the second resonator 17 constitute the vibration generating unit 24. Further, on the outer peripheral surface of the first resonator 9, a first peripheral groove 14 and a second peripheral groove 15 having a predetermined depth are engraved concentrically with the outer periphery. At this time, the portion connecting the second peripheral groove 15 and the peripheral surface of the resonator 9, that is, the vibrating piece 23 and the vibration generating section 2
A thin-walled flange portion 16 is formed at a portion connecting the first and second flanges 4.

【0015】また、圧電素子1,2,3,4のもう一方
の端面に配置される第二共振器17も、上記第一共振器
6と同材質で形成されていて、その中心軸部には締結部
材10と螺合するための雌ねじ18が刻設されている。
The second resonator 17 disposed on the other end face of the piezoelectric elements 1, 2, 3, 4 is also formed of the same material as that of the first resonator 6, and has a central shaft portion. Is provided with a female screw 18 for screwing with the fastening member 10.

【0016】図示のように、各圧電素子1,2,3,4
および電極板6,7,8を、締結部材10である2ケ所
のねじ部を有するボルトに貫通させた状態で第一共振器
9と第二共振器17との間に挟み、各構成部材間にエポ
キシ系接着剤を塗布後、圧着し、接着剤を硬化させて超
音波振動子19を構成する。
As shown, each of the piezoelectric elements 1, 2, 3, 4
The electrode plates 6, 7, and 8 are sandwiched between the first resonator 9 and the second resonator 17 in a state where the electrode plates 6, 7, and 8 are penetrated by bolts having two screw portions, which are the fastening members 10, so that the components After applying an epoxy-based adhesive, the adhesive is cured and the adhesive is cured to form the ultrasonic vibrator 19.

【0017】上記ボルト10は、超音波振動子19を圧
着構成するとともに、該超音波振動子19の端面に押圧
機構を有する回転子13を支持している。この実施例で
は、皿ばね20の圧着量をナット21によって可変でき
る押圧機構を用いている。
The bolt 10 forms an ultrasonic vibrator 19 by pressure bonding and supports a rotor 13 having a pressing mechanism on an end face of the ultrasonic vibrator 19. In this embodiment, a pressing mechanism that can change the amount of pressure of the disc spring 20 by the nut 21 is used.

【0018】上記回転子13は、本実施例では、アルミ
ニウム合金で形成するとともに、その摺動部分にシュウ
酸アルマイト処理を施している。該回転子13は、その
周面やや下部に周溝22を刻設し、その下面側はフラン
ジ部22aとなっている。そして、該回転子13はこの
フランジ部22aから下方に向かって一旦、薄肉に形成
された周面となった後、再び内方に向かうフランジ部2
2bが形成されていて、その下部は振動子との接触部2
2cとなっている。このような構成により、回転子13
の接触部の固有振動数が、超音波振動子19の駆動周波
数よりも高くなるようにしている。
In the present embodiment, the rotor 13 is made of an aluminum alloy, and its sliding portion is subjected to oxalic acid alumite treatment. The rotor 13 has a circumferential groove 22 engraved slightly below the circumferential surface thereof, and a lower surface side of which is a flange portion 22a. Then, the rotor 13 temporarily forms a thin peripheral surface downward from the flange portion 22a, and then returns to the inward flange portion 2 again.
2b is formed, and the lower part thereof is a contact part 2 with the vibrator.
2c. With such a configuration, the rotor 13
The natural frequency of the contact portion is set to be higher than the drive frequency of the ultrasonic vibrator 19.

【0019】このような第一実施例の作用を説明する。
電極板6,7に互いに位相が90°ずれた共振周波数附
近の正弦波電圧が印加されると、振動発生部24に中心
軸の周りに回転する屈曲振動が発生する。よって、振動
片23の端面には中心軸周りに回転する楕円運動が発生
し、押圧設置された回転子13を回転させる。なお、上
記電極板6,7に加える駆動電圧の位相差を180°ず
らすと、超音波振動子19に逆回転の楕円運動が発生し
て、回転子13を逆回転させる。
The operation of the first embodiment will be described.
When a sine wave voltage near the resonance frequency whose phase is shifted by 90 ° from each other is applied to the electrode plates 6 and 7, a bending vibration that rotates around the central axis is generated in the vibration generating unit 24. Therefore, an elliptical motion that rotates around the central axis is generated on the end surface of the vibrating reed 23, and the rotor 13 that is pressed and installed is rotated. When the phase difference between the drive voltages applied to the electrode plates 6 and 7 is shifted by 180 °, an elliptical motion of reverse rotation is generated in the ultrasonic transducer 19, and the rotor 13 is rotated reversely.

【0020】図3は、超音波振動子19が屈曲振動する
際の様子を示す、第一共振器9の半分の断面図である。
上記振動発生部24で発生した屈曲振動が、フランジ部
16を介して振動片23に伝達される。このとき、フラ
ンジ部16の長さlと厚さtを調整して、振動片23の
屈曲振動の共振周波数を振動発生部24の屈曲振動の共
振周波数に一致させる。該フランジ部16は薄肉構造で
あるためばね特性を有し、振動片23を強く励振させ
る。この作用によって、振動発生部24の小さい振動振
幅は、振動片23の端面(すなわち回転子13との接触
面)において、例えば数十倍に拡大された振幅となる。
FIG. 3 is a cross-sectional view of a half of the first resonator 9 showing a state when the ultrasonic vibrator 19 performs bending vibration.
The bending vibration generated by the vibration generating section 24 is transmitted to the resonator element 23 via the flange section 16. At this time, the length l and the thickness t of the flange portion 16 are adjusted so that the resonance frequency of the bending vibration of the vibrating reed 23 matches the resonance frequency of the bending vibration of the vibration generating section 24. Since the flange portion 16 has a thin structure, it has a spring characteristic and strongly excites the vibrating reed 23. Due to this action, the small vibration amplitude of the vibration generating section 24 is, for example, an amplitude magnified several tens times on the end surface of the vibrating piece 23 (that is, the contact surface with the rotor 13).

【0021】図4にフランジ部16の厚さtと振動振幅
の関係をグラフにしたものを示す。図に示すように、振
動振幅は、フランジ部16の厚さがt=0.225(mm)
のときに最大振幅となり、一方、共振周波数はこのとき
最も低くなる。モータを比較的高効率で回転させるため
には、フランジ部16の厚さを0.1(mm)〜0.4(mm)
にするのが良く、この場合には回転子13の回転も安定
している。これに対して、フランジ部16の厚さが0.
1(mm)を下回ったり、0.4(mm)を越える場合には、振
動振幅が極端に小さくなり、モータの効率が低下して発
熱が激しくなる。
FIG. 4 is a graph showing the relationship between the thickness t of the flange portion 16 and the vibration amplitude. As shown in the figure, the vibration amplitude is such that the thickness of the flange portion 16 is t = 0.225 (mm).
, The resonance frequency becomes the lowest at this time. In order to rotate the motor with relatively high efficiency, the thickness of the flange portion 16 is set to 0.1 (mm) to 0.4 (mm).
In this case, the rotation of the rotor 13 is also stable. On the other hand, when the thickness of the flange portion 16 is 0.
If it is less than 1 (mm) or exceeds 0.4 (mm), the vibration amplitude becomes extremely small, the efficiency of the motor is reduced, and heat generation becomes severe.

【0022】このような第一実施例によれば、振動片2
3の端面には大きな振幅の屈曲振動が励振されるととも
に、回転子13を安定して回転させることができる。ま
た、振動片23と振動発生部24の共振周波数を正確に
一致させているため、最も効率のよい拡大が行われ、モ
ータを高効率にすることができる。さらに、振動片23
の共振周波数はフランジ部16の形状に左右されるた
め、該振動片23の大きさを調整する必要がなく、超音
波振動子の小型化が図れる。このように、小型でかつ効
率の高い超音波モータとすることができる。
According to the first embodiment, the resonator element 2
A large amplitude bending vibration is excited on the end face of the rotor 3 and the rotor 13 can be rotated stably. Further, since the resonance frequencies of the vibrating reed 23 and the vibration generating section 24 are accurately matched, the most efficient enlargement is performed and the motor can be made highly efficient. Further, the resonator element 23
Since the resonance frequency is dependent on the shape of the flange portion 16, it is not necessary to adjust the size of the resonator element 23, and the ultrasonic transducer can be downsized. Thus, a small and highly efficient ultrasonic motor can be obtained.

【0023】図5は、本発明の第二実施例を示したもの
である。この第二実施例は上記第一実施例における振動
片を4分割したものであるので、第一実施例と同様であ
る部分については説明を省略し、異なる部分のみを説明
する。
FIG. 5 shows a second embodiment of the present invention. In the second embodiment, since the resonator element in the first embodiment is divided into four parts, description of the same parts as in the first embodiment will be omitted, and only different parts will be described.

【0024】第一共振器9には上記第一実施例と同様
に、カップ状の凹部12,第一周溝14,第二周溝1
5,フランジ部16が形成されている。そして、該第一
共振器9には、その周方向に4等分する4本の溝25
が、回転子13(図一参照)の配設される方向から圧電
素子1,2,3,4の方向へ向かって、中心軸に平行に
所定の深さに形成されている。すなわち、振動片23
は、周方向に沿って4つの部分に分割されている。
As in the first embodiment, the first resonator 9 has a cup-shaped recess 12, a first circumferential groove 14, and a second circumferential groove 1 as in the first embodiment.
5, a flange portion 16 is formed. The first resonator 9 has four grooves 25 divided into four in the circumferential direction.
Are formed at a predetermined depth parallel to the central axis from the direction in which the rotor 13 (see FIG. 1) is provided to the direction of the piezoelectric elements 1, 2, 3, and 4. That is, the resonator element 23
Is divided into four parts along the circumferential direction.

【0025】このように構成された第二実施例の作用を
説明する。振動片23の径方向の運動の規制が大幅にな
くなるため、該振動片23が大きく振動するようにな
る。このとき、フランジ部16の形状を調整し、振動発
生部と各振動片23の共振周波数を一致させていること
は、上記第一実施例と同様である。
The operation of the second embodiment configured as described above will be described. Since the regulation of the radial movement of the vibrating reed 23 is greatly eliminated, the vibrating reed 23 vibrates greatly. At this time, the shape of the flange portion 16 is adjusted so that the resonance frequency of the vibration generating portion and the resonance frequency of each vibrating piece 23 are the same as in the first embodiment.

【0026】このような第二実施例によれば、上記第一
実施例とほぼ同様の効果を有するとともに、さらに大き
な振動振幅が振動片端面に発生するため、比較的高回転
数の超音波モータが得られる。
According to the second embodiment, the same effects as those of the first embodiment are obtained, and a larger vibration amplitude is generated on the end surface of the vibrating piece. Is obtained.

【0027】図6は、本発明の第三実施例を示したもの
である。この第三実施例は上記第一実施例におけるフラ
ンジ部の形状を変形したものであるので、第一実施例と
同様である部分については説明を省略し、異なる部分の
みを説明する。
FIG. 6 shows a third embodiment of the present invention. Since the third embodiment is a modification of the shape of the flange portion in the first embodiment, the description of the same parts as those in the first embodiment will be omitted, and only different parts will be described.

【0028】図に示すように、この第三実施例のフラン
ジ部26は、断面形状がL字となるように形成されてい
る。すなわち、薄肉の垂直フランジ部26aが、第一共
振器9の下部から軸方向に沿って一旦垂直に立ち上がっ
た後、薄肉の水平フランジ部26bが軸に垂直に外方に
向かって形成されている。
As shown in the figure, the flange portion 26 of the third embodiment is formed so as to have an L-shaped cross section. That is, after the thin vertical flange portion 26a once rises vertically from the lower portion of the first resonator 9 along the axial direction, the thin horizontal flange portion 26b is formed outwardly perpendicular to the axis. .

【0029】このように、第一共振器に形成されるフラ
ンジ部の形状は、軸に垂直に形成された薄肉形状に限ら
れるものではなく、ばね特性を用いて振動片を共振させ
る形状であれば、広い範囲の形状を有するものに対し
て、振動振幅を拡大するという機能を実現することがで
きる。このようなばね特性を有する構成として、例えば
図7に示すようなものも上げられる。この図7に示すも
のでは、フランジ部の上端面を下方に向かうテーパ状に
形成して、最も薄肉である部分が符号27で示す一箇所
であるように設け、この部分でばね特性を有するように
構成したものである。
As described above, the shape of the flange portion formed on the first resonator is not limited to the thin shape formed perpendicular to the axis, but may be any shape that resonates the resonator element using the spring characteristics. For example, it is possible to realize a function of increasing the vibration amplitude with respect to those having a wide range of shapes. As a configuration having such a spring characteristic, for example, a configuration as shown in FIG. In the structure shown in FIG. 7, the upper end surface of the flange portion is formed in a tapered shape directed downward, and the thinnest portion is provided at one location indicated by reference numeral 27, and this portion has spring characteristics. It is what was constituted.

【0030】このように構成された第三実施例の作用
は、上記第一実施例とほぼ同様であるが、振動発生部2
4から発生した振動を振動片に伝達する際に、上述のよ
うなフランジ部26により、中心軸に対して平行な方向
と、垂直な方向の両方向に屈曲して振幅を拡大する。
The operation of the third embodiment thus constructed is substantially the same as that of the first embodiment, except that the vibration generator 2
When transmitting the vibration generated from 4 to the resonator element, the above-described flange portion 26 bends in both directions parallel to the central axis and in a direction perpendicular to the central axis to increase the amplitude.

【0031】このような第三実施例によれば、薄板形状
のフランジ部以外の形状を有するものでも上記第一実施
例とほぼ同様の効果が得られ、振動振幅を拡大できると
ともに、安定して回転する超音波モータとすることがで
きる。
According to the third embodiment, the same effects as those of the first embodiment can be obtained even with a shape other than the thin flange portion, the vibration amplitude can be increased, and the vibration amplitude can be stabilized. It can be a rotating ultrasonic motor.

【0032】図8ないし図11は、本発明の第四実施例
を示したものである。この第四実施例では、電気−機械
エネルギー変換素子として電圧印加面に銀蒸着された圧
電素子51を用いている。図8は薄板電極板52,5
3,54を組込んだ状態の超音波モータの右半分を断面
で示した側面図、図9は圧電素子51と薄板電極板5
2,53を中心軸方向に引き伸ばして示した分解斜視
図、図10は電圧供給部材であるフレキシブル基板55
と薄板電極板52,53,54の接続の概略を示す部分
斜視図、図11は接続部を示す拡大断面図である。
FIGS. 8 to 11 show a fourth embodiment of the present invention. In the fourth embodiment, a piezoelectric element 51 in which silver is deposited on a voltage application surface is used as an electro-mechanical energy conversion element. FIG. 8 shows thin electrode plates 52 and 5.
9 is a side view showing a cross section of the right half of the ultrasonic motor in which the piezoelectric elements 3 and 54 are incorporated. FIG.
FIG. 10 is an exploded perspective view of the flexible substrate 55 as a voltage supply member.
And FIG. 11 is an enlarged cross-sectional view showing a connection part.

【0033】この実施例の超音波モータは、超音波振動
子56と、この超音波振動子56に押圧手段57で押圧
された回転子58とを有している。上記超音波振動子5
6には、圧電素子51が複数積層され、これらの圧電素
子51の各層の間および両端面側には、電圧印加面に電
圧を印加するための薄板の電極板52,53,54が配
設されている。これら薄板電極板52,53,54は、
図9に示すように、その外周の一箇所に微小な接合部5
9を突設している。該電極板52,53,54は、例え
ば50(μm)の厚さのリン青銅で形成されていて、表
面にニッケルメッキ処理がされている。電極板52,5
3,54より突出して形成された上記接合部59は、図
10に示すように、超音波振動子56の周面に沿って例
えば下方に向けて折曲される。
The ultrasonic motor of this embodiment has an ultrasonic vibrator 56 and a rotor 58 pressed by pressing means 57 against the ultrasonic vibrator 56. The above ultrasonic transducer 5
6, a plurality of piezoelectric elements 51 are laminated, and thin electrode plates 52, 53, 54 for applying a voltage to a voltage application surface are provided between the respective layers of the piezoelectric elements 51 and on both end faces. Have been. These thin electrode plates 52, 53, 54
As shown in FIG.
9 are protruding. The electrode plates 52, 53, 54 are made of, for example, phosphor bronze having a thickness of 50 (μm), and the surfaces thereof are nickel-plated. Electrode plates 52, 5
As shown in FIG. 10, the joining portion 59 formed so as to protrude from the third and 54 is bent downward, for example, along the peripheral surface of the ultrasonic transducer 56.

【0034】このような薄板電極板53には例えばsin
ωtの波形を有する電圧、薄板電極板54には電極板5
3と位相が90度ずれた例えばcosωtの波形を有する
電圧がぞれぞれ印加され、一方、3枚の薄板電極板52
はアースされている。
The thin electrode plate 53 has, for example, sin
A voltage having a waveform of ωt, the electrode plate 5
3 and a voltage having a waveform of, for example, cos ωt, which is 90 degrees out of phase, is applied to each of the three thin electrode plates 52.
Is grounded.

【0035】上述のような電極板52,53,54に
は、3本の銅パターン60が形成されたフレキシブル基
板55が接続されるようになっている。このフレキシブ
ル基板55には、パターン60を被覆するように絶縁被
覆が設けられているが、先端部はこの絶縁被覆がされて
おらず、パターン60が露出する露出部61となってい
る。また、この露出したパターン60の表面にはニッケ
ルメッキ処理がされている。このようなフレキシブル基
板55は、図10に示すように、超音波振動子56の周
面に沿って湾曲して接着される。
A flexible board 55 on which three copper patterns 60 are formed is connected to the above-mentioned electrode plates 52, 53, 54. The flexible substrate 55 is provided with an insulating coating so as to cover the pattern 60, but the distal end portion is not coated with the insulating coating, and is an exposed portion 61 from which the pattern 60 is exposed. The exposed surface of the pattern 60 is plated with nickel. As shown in FIG. 10, such a flexible substrate 55 is curved and adhered along the peripheral surface of the ultrasonic transducer 56.

【0036】上述のような薄板電極板52,53,54
の接合部59とフレキシブル基板55のパターン露出部
61とを、細径ワイヤ62を介して、ワイヤボンダー等
の装置によって超音波接合して接続する。この超音波接
続によって、図11に示すように、ワイヤ62の先端部
は変形して接合部59のニッケルと合金化して接続され
る。ここでは、ワイヤ62としてφ50(μm)のアル
ミニウムの細線を用いている。このようなアルミニウム
の細線を用いたときのワイヤ62の最大位置高さは略
0.2(mm)である。なお、図示はしないが、細径ワイヤ
62を保護するために、接続後に表面をフェノール樹脂
で被覆する。
The thin electrode plates 52, 53, 54 as described above
Of the flexible substrate 55 and the pattern exposed portion 61 of the flexible substrate 55 are connected by ultrasonic bonding with a device such as a wire bonder via a small-diameter wire 62. By this ultrasonic connection, as shown in FIG. 11, the distal end portion of the wire 62 is deformed and alloyed with nickel of the joint portion 59 to be connected. Here, a thin aluminum wire of φ50 (μm) is used as the wire 62. The maximum position height of the wire 62 when such an aluminum thin wire is used is approximately 0.2 (mm). Although not shown, the surface is coated with a phenol resin after connection to protect the small-diameter wire 62.

【0037】上述のような超音波モータの作用は、上記
第一実施例とほぼ同様である。すなわち、圧電素子51
に電圧を印加すると超音波振動子56が一次の屈曲振動
を励振し、この屈曲振動が中心軸周りに所定方向に回転
する運動になる。この運動によって、振動子56の端面
に押圧手段57によって押圧された回転子58を回転さ
せる。
The operation of the ultrasonic motor as described above is almost the same as that of the first embodiment. That is, the piezoelectric element 51
Is applied, the ultrasonic transducer 56 excites the primary bending vibration, and the bending vibration becomes a motion of rotating around a central axis in a predetermined direction. By this movement, the rotor 58 pressed by the pressing means 57 against the end face of the vibrator 56 is rotated.

【0038】このような第四実施例によれば、薄板電極
板の接合部と電圧供給部材であるフレキシブル基板の露
出部とをアルミニウムの細径ワイヤを介して超音波接合
することにより、超音波モータの外周からの突出を小さ
くすることができる。つまり、従来の半田等の盛り上が
りによるスペースに比べ、接続に要する領域を非常に小
さくできる。上述のフェノール樹脂の保護被覆を形成し
た状態でも、外周からの突出量は略0.5(mm)以下に抑
えることができる。
According to the fourth embodiment, the ultrasonic bonding is performed by joining the joining portion of the thin electrode plate and the exposed portion of the flexible substrate, which is a voltage supply member, through a thin aluminum wire. The protrusion from the outer periphery of the motor can be reduced. In other words, the area required for the connection can be made very small as compared with the space caused by the swelling of the conventional solder or the like. Even when the above-mentioned protective coating of phenol resin is formed, the amount of protrusion from the outer periphery can be suppressed to approximately 0.5 (mm) or less.

【0039】なお、超音波接合による細径ワイヤの接続
部は非常に小さく、該細径ワイヤの直径をdとした場合
に、1.5d程度、すなわち直径の1.5倍程度で済
む。つまり、ワイヤの接続に必要な薄板電極板の接合部
は、非常に小さなものにすることができる。また、アル
ミニウムの細径ワイヤは、超音波接合によってニッケル
メッキされた薄板電極板の接合部やフレキシブル基板の
露出パターンと合金化するため強固に接続され、超音波
モータの超音波振動によって接続が外れることはない。
さらに、このような超音波接合によれば、圧電素子に熱
の影響がかからず、熱による圧電特性の劣化がないとい
う効果を有する。
The connecting portion of the small diameter wire by the ultrasonic bonding is very small, and when the diameter of the small diameter wire is d, it is only about 1.5d, that is, about 1.5 times the diameter. That is, the joining portion of the thin electrode plates required for connecting the wires can be made very small. In addition, the aluminum thin wire is firmly connected to the joint portion of the nickel-plated thin electrode plate and the exposed pattern of the flexible substrate by ultrasonic bonding, and is disconnected by ultrasonic vibration of the ultrasonic motor. Never.
Further, according to such ultrasonic bonding, there is an effect that the piezoelectric element is not affected by heat and the piezoelectric characteristics are not deteriorated by heat.

【0040】このように、配線による突出部が非常に小
さくなり、モータの小型化が図れるとともに、モータが
小型であっても、配線接続作業が簡単になり、組み立て
時間の短縮ができる。
As described above, the protrusion due to the wiring is very small, so that the motor can be downsized. Also, even if the motor is small, the wiring connection work is simplified and the assembling time can be reduced.

【0041】図12は本発明の第五実施例を示したもの
であり、フレキシブル基板と薄板電極板の接続部とを示
す拡大斜視図である。この第五実施例は、上記第四実施
例とほぼ同様であるので、異なる部分のみを説明する。
薄板電極板52,53,54には、電圧供給部材として
のフレキシブル基板64が接続されるようになってい
る。このフレキシブル基板64は、先端が斜めに形成さ
れていて、さらに、該薄板電極板52,53,54の数
に合わせて複数の銅パターン60が形成されている。こ
れらの銅パターン60の内、アースに接続される銅パタ
ーンは、該フレキシブル基板64内で互いに接続されて
一本にまとめられている。このフレキシブル基板64に
は、パターン60を被覆するように絶縁被覆が設けられ
ているが、先端部はこの絶縁被覆がされておらず、パタ
ーン60が露出している。また、この露出したパターン
60の表面にはニッケルメッキ処理がされている。この
ようなフレキシブル基板64は、超音波振動子56の周
面に沿って湾曲して接着される。
FIG. 12 shows a fifth embodiment of the present invention, and is an enlarged perspective view showing a connection portion between a flexible substrate and a thin electrode plate. Since the fifth embodiment is almost the same as the fourth embodiment, only different portions will be described.
A flexible substrate 64 as a voltage supply member is connected to the thin electrode plates 52, 53, 54. The flexible substrate 64 has a tip formed obliquely, and a plurality of copper patterns 60 are formed in accordance with the number of the thin plate electrodes 52, 53, 54. Among these copper patterns 60, the copper patterns connected to the ground are connected to each other in the flexible substrate 64 to be integrated. The flexible substrate 64 is provided with an insulating coating so as to cover the pattern 60, but the distal end portion is not coated with the insulating coating, and the pattern 60 is exposed. The exposed surface of the pattern 60 is plated with nickel. Such a flexible substrate 64 is bonded in a curved shape along the peripheral surface of the ultrasonic transducer 56.

【0042】ニッケルメッキ処理された薄板電極板5
2,53,54の接合部59は、図示のごとく、周方向
に少しずつずれて斜めに配列して突出するように構成さ
れている。また、該接合部59は、上記第四実施例のよ
うに超音波振動子56の外周側面に沿って例えば下方に
折り曲げられている。
Nickel-plated thin electrode plate 5
As shown in the figure, the joining portions 59 of the members 2, 53, 54 are configured so as to be arranged slightly obliquely in the circumferential direction so as to project obliquely. Further, the joint portion 59 is bent downward, for example, along the outer peripheral side surface of the ultrasonic transducer 56 as in the fourth embodiment.

【0043】このような接合部59に合わせて、フレキ
シブル基板64の斜めに形成された先端が配置され、各
接合部59と銅パターン60とをアルミニウムの細径ワ
イヤ62を介して、超音波接合により接続する。なお、
接続後に図示しないフェノール樹脂で保護被覆が行われ
ることも上記第四実施例と同様である。
The obliquely formed distal end of the flexible substrate 64 is arranged in accordance with such a joint portion 59, and each of the joint portions 59 and the copper pattern 60 are ultrasonically joined through a thin aluminum wire 62. Connect with In addition,
As in the fourth embodiment, the protective coating is performed with a phenol resin (not shown) after the connection.

【0044】このような第五実施例によれば、細径ワイ
ヤの接続距離を短縮できるため、細径ワイヤの最大位置
高さをさらに低く抑えることができる。また、フレキシ
ブル基板内でアースを一本にまとめる構成であるため、
細径ワイヤが交差することはなく、超音波接合をさらに
簡単に行うことができる。
According to the fifth embodiment, since the connection distance of the small diameter wire can be reduced, the maximum height of the small diameter wire can be further reduced. In addition, since the ground is integrated into one in the flexible substrate,
The small diameter wires do not intersect, and the ultrasonic bonding can be performed more easily.

【0045】このように、細径ワイヤの突出量をさらに
小さくしてモータを小型化することができる。加えて、
接続距離が短くなるので接続の信頼性が向上し、しかも
配線作業の簡素化ができるという効果を有する。
As described above, the amount of protrusion of the small-diameter wire can be further reduced, and the size of the motor can be reduced. in addition,
Since the connection distance is shortened, the reliability of the connection is improved, and the wiring operation can be simplified.

【0046】図13は、上記第五実施例の変形例を示し
たものであり、電圧供給部材と薄板電極板の接続部とを
示す拡大斜視図である。この第五実施例では、電圧供給
部材として、厚さ略0.1(mm)のガラスエポキシ基板6
5を用いている。上記ガラスエポキシ基板65には、図
示のように、アースを基板内で接続して1つにまとめた
銅パターン60が形成されている。銅パターン60の露
出部66は、ガラスエポキシ基板65の先端部の側方に
形成されていて、露出した銅パターン60にはニッケル
メッキ処理が施されている。
FIG. 13 shows a modified example of the fifth embodiment, and is an enlarged perspective view showing a voltage supply member and a connection portion of a thin electrode plate. In the fifth embodiment, a glass epoxy substrate 6 having a thickness of about 0.1 (mm) is used as a voltage supply member.
5 is used. As shown in the figure, a copper pattern 60 is formed on the glass epoxy substrate 65 by connecting a ground in the substrate. The exposed portion 66 of the copper pattern 60 is formed on the side of the tip of the glass epoxy substrate 65, and the exposed copper pattern 60 is subjected to nickel plating.

【0047】このようなガラスエポキシ基板65の露出
部66に対応して、薄板電極板52,53,54の接合
部59は、図示のように、中心軸に平行に一列に突出
し、さらに下方に折曲されている。この接合部59に近
接して、ガラスエポキシ基板65を周面に沿って湾曲し
て接着固定し、接合部59と銅パターン60とをアルミ
ニウムの細径ワイヤ62を介して、超音波接合して接続
している。このような構成でも上記第五実施例とほぼ同
様の作用と効果が得られる。
In correspondence with the exposed portion 66 of the glass epoxy substrate 65, the joining portions 59 of the thin plate electrodes 52, 53, 54 project in a line parallel to the central axis as shown in the figure, and further downward. It is bent. A glass epoxy substrate 65 is curved and adhered and fixed along the peripheral surface in the vicinity of the joining portion 59, and the joining portion 59 and the copper pattern 60 are ultrasonically joined to each other through the aluminum small-diameter wire 62. Connected. With such a configuration, substantially the same operation and effect as those of the fifth embodiment can be obtained.

【0048】図14は、本発明の第六実施例を示したも
のであり、電圧供給部材と薄板電極板の接続部とを示す
拡大斜視図である。この第六実施例は、上記第四実施例
とほぼ同様であるので、異なる部分のみを説明する。こ
の第六実施例では、電圧供給部材として厚さ0.1(mm)
のガラスエポキシ基板67を用いている。
FIG. 14 shows a sixth embodiment of the present invention, and is an enlarged perspective view showing a voltage supply member and a connecting portion of a thin electrode plate. Since the sixth embodiment is almost the same as the fourth embodiment, only different portions will be described. In the sixth embodiment, the voltage supply member has a thickness of 0.1 (mm).
Is used.

【0049】上記ガラスエポキシ基板67は、図示のよ
うに、先端部が電極板どうしの間隔にほぼ等しい段差を
有する形状に形成されていて、各段差ごとに銅パターン
60が露出する露出部68が形成されていて、該銅パタ
ーン60の露出部分にはニッケルメッキ処理が施されて
いる。そして、アースに接続される銅パターンは右端に
設けられていて、最も長い露出部の長さを有している。
As shown in the figure, the glass epoxy substrate 67 has a tip portion formed in a shape having a step substantially equal to the interval between the electrode plates, and an exposed portion 68 from which the copper pattern 60 is exposed for each step. The exposed portion of the copper pattern 60 is formed by nickel plating. The copper pattern connected to the ground is provided at the right end and has the longest exposed portion.

【0050】この段差を有するガラスエポキシ基板67
の先端部の形状に対応して、薄板電極板52,53,5
4の接合部59が配置され、これらの接合部59の内ア
ースに接続される2つだけは右端のアースパターンの側
部に配置される。
Glass epoxy substrate 67 having this step
Corresponding to the shape of the tip of the thin electrode plate 52, 53, 5
Four joints 59 are arranged, and only two of these joints 59 connected to the earth are arranged on the side of the rightmost earth pattern.

【0051】上述のような薄板電極板52,53,54
の接合部59とガラスエポキシ基板67の露出部68の
銅パターン60とを、アルミニウムの細径ワイヤ62を
介して、超音波接合して接続している。
The thin electrode plates 52, 53, 54 as described above
Of the glass epoxy substrate 67 and the copper pattern 60 of the exposed portion 68 of the glass epoxy substrate 67 are connected by ultrasonic bonding via a thin aluminum wire 62.

【0052】このような第六実施例によれば、上述の第
四実施例とほぼ同様の作用と効果を有するとともに、ガ
ラスエポキシ基板の銅パターンを内部で交差する必要が
なく簡単な構成となるため、該基板を製作するコストを
安くすることができる。また、上記第五実施例と同様
に、細径ワイヤの接続距離を短縮できるため、突出量を
小さくでき、信頼性を向上させることができる。
According to the sixth embodiment, the operation and effects are substantially the same as those of the fourth embodiment, and a simple structure can be obtained without having to cross the copper pattern of the glass epoxy substrate inside. Therefore, the cost for manufacturing the substrate can be reduced. Further, similarly to the fifth embodiment, the connection distance of the small-diameter wire can be reduced, so that the protrusion amount can be reduced, and the reliability can be improved.

【0053】図15ないし図17は、本発明の第七実施
例を示したものである。この第七実施例は、上記第五実
施例とほぼ同様であるので、異なる部分のみを説明す
る。この第七実施例における薄板電極板52,53,5
4は、図16に示す電極板69の形状になっていて、リ
ン青銅をベースに前処理を行い、アルミニウムを表面に
設けた厚さ略50(μm)の薄板形状に形成されてお
り、外周の一部に細長に突出した連結部70が設けられ
ている。このような形状の電極板52,53,54は、
図15に示すように、電圧供給部材として上記第五実施
例で説明した先端部が斜めに形成されているフレキシブ
ル基板64に接続される。
FIGS. 15 to 17 show a seventh embodiment of the present invention. Since the seventh embodiment is almost the same as the fifth embodiment, only different parts will be described. The thin electrode plates 52, 53, 5 in the seventh embodiment
Reference numeral 4 denotes the shape of the electrode plate 69 shown in FIG. 16, which is pretreated based on phosphor bronze, and is formed in a thin plate shape having a thickness of about 50 (μm) provided with aluminum on the surface. Is provided with a connecting portion 70 protruding in an elongated shape. The electrode plates 52, 53, 54 having such a shape are
As shown in FIG. 15, a voltage supply member is connected to the flexible substrate 64 having the tip end described in the fifth embodiment, which is formed obliquely.

【0054】そして、該フレキシブル基板64は、図示
のように、超音波振動子56の周面に沿って湾曲して接
着固定される。この後、上記連結部70を超音波振動子
56の中心軸方向に沿って下方に折曲げ、フレキシブル
基板64のパターン露出部71と一致させる。図17
は、このような接続部分の拡大断面図を示したものであ
り、連結部70とパターン露出部71の一致した部分
(すなわち、矢印72で示した部分)を超音波接合して
いる。
The flexible substrate 64 is bonded and fixed along the peripheral surface of the ultrasonic transducer 56 as shown in the figure. After that, the connecting portion 70 is bent downward along the central axis direction of the ultrasonic transducer 56 so as to coincide with the pattern exposed portion 71 of the flexible substrate 64. FIG.
Shows an enlarged cross-sectional view of such a connecting portion, and a portion where the connecting portion 70 and the pattern exposed portion 71 coincide (that is, a portion indicated by an arrow 72) is ultrasonically bonded.

【0055】このような第七実施例によれば、薄板電極
板に一体に形成した細長の連結部を用いて電圧供給部材
と超音波接合しているため、接続に必要な箇所が半分に
なり、組立工程を減少させるとともに、組立時間をさら
に短くすることができる。また、超音波モータの周面か
ら突出する量も、電圧供給部材の厚さと薄板電極板の厚
さを合わせた量のみとなり小さくなる。このように、超
音波モータの周面から突出する量が非常に小さいため、
モータをさらに小型化することができる。そして、接続
に必要な距離が短縮し、接続箇所も減少するため、モー
タの組み立てコストが下がるとともにモータの信頼性も
向上する。
According to the seventh embodiment, since the ultrasonic connection with the voltage supply member is performed by using the elongated connecting portion formed integrally with the thin electrode plate, the necessary portion for connection is reduced by half. In addition, the number of assembling steps can be reduced, and the assembling time can be further reduced. In addition, the amount of protrusion from the peripheral surface of the ultrasonic motor is also reduced only by the sum of the thickness of the voltage supply member and the thickness of the thin electrode plate. Thus, since the amount of protrusion from the peripheral surface of the ultrasonic motor is very small,
The motor can be further downsized. Since the distance required for connection is reduced and the number of connection points is also reduced, the cost of assembling the motor is reduced and the reliability of the motor is improved.

【0056】[0056]

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、振
動振幅を拡大して効率を向上できる、小スペースの超音
波モータを提供することができる。
As described above, according to the present invention, it is possible to provide an ultrasonic motor having a small space and capable of improving efficiency by increasing the vibration amplitude.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の第一実施例の、中心軸から右半分を断
面で示した超音波モータの全体を示す側面図。
FIG. 1 is a side view showing an entire ultrasonic motor of a first embodiment of the present invention in which a right half from a center axis is shown in a cross section.

【図2】上記第一実施例の積層された圧電素子を、中心
軸方向に引き伸ばして示した分解斜視図。
FIG. 2 is an exploded perspective view showing the stacked piezoelectric elements of the first embodiment, which are stretched in a central axis direction.

【図3】上記第一実施例の超音波振動子が屈曲振動する
際の様子を示す、第一共振器の右半分の断面図。
FIG. 3 is a cross-sectional view of the right half of the first resonator, showing a state where the ultrasonic vibrator of the first embodiment undergoes bending vibration.

【図4】上記第一実施例のフランジ部の厚さと振動振幅
の関係を示す線図。
FIG. 4 is a diagram showing the relationship between the thickness of the flange portion and the vibration amplitude in the first embodiment.

【図5】本発明の第二実施例の超音波振動子の、平面図
および中心軸から右半分を断面で示した側面図。
FIG. 5 is a plan view of an ultrasonic transducer according to a second embodiment of the present invention, and a side view showing a cross section of a right half from a central axis.

【図6】本発明の第三実施例の超音波振動子の、中心軸
から半分を断面で示した側面図。
FIG. 6 is a side view of an ultrasonic transducer according to a third embodiment of the present invention, showing a half of the center axis from a cross section.

【図7】上記第三実施例の他の例の超音波振動子の右半
分を示した断面図。
FIG. 7 is a sectional view showing a right half of an ultrasonic transducer according to another example of the third embodiment.

【図8】本発明の第四実施例の超音波モータの、右半分
を断面で示した側面図。
FIG. 8 is a side view showing a right half of an ultrasonic motor according to a fourth embodiment of the present invention in cross section.

【図9】上記第四実施例の圧電素子と薄板電極板を中心
軸方向に引き伸ばして示した分解斜視図。
FIG. 9 is an exploded perspective view showing the piezoelectric element and the thin electrode plate of the fourth embodiment stretched in the central axis direction.

【図10】上記第四実施例の電圧供給部材と薄板電極板
の接続の概略を示す部分斜視図。
FIG. 10 is a partial perspective view schematically showing a connection between a voltage supply member and a thin electrode plate according to the fourth embodiment.

【図11】上記第四実施例の接続部を示す拡大断面図。FIG. 11 is an enlarged sectional view showing a connecting portion of the fourth embodiment.

【図12】本発明の第五実施例のフレキシブル基板と薄
板電極板の接続部とを示す拡大斜視図。
FIG. 12 is an enlarged perspective view showing a connection portion between a flexible substrate and a thin electrode plate according to a fifth embodiment of the present invention.

【図13】上記第五実施例の変形例の電圧供給部材と薄
板電極板の接続部とを示す拡大斜視図。
FIG. 13 is an enlarged perspective view showing a voltage supply member and a connection part of a thin electrode plate according to a modification of the fifth embodiment.

【図14】本発明の第六実施例の電圧供給部材と薄板電
極板の接続部とを示す拡大斜視図。
FIG. 14 is an enlarged perspective view illustrating a voltage supply member and a connection portion of a thin electrode plate according to a sixth embodiment of the present invention.

【図15】本発明の第七実施例のフレキシブル基板と薄
板電極板の接続部とを示す拡大斜視図。
FIG. 15 is an enlarged perspective view showing a connection portion between a flexible board and a thin electrode plate according to a seventh embodiment of the present invention.

【図16】上記第七実施例の薄板電極板の形状を示す斜
視図。
FIG. 16 is a perspective view showing the shape of a thin electrode plate according to the seventh embodiment.

【図17】上記第七実施例のフレキシブル基板と薄板電
極板の連結部とを示す拡大断面図。
FIG. 17 is an enlarged sectional view showing a connection portion between the flexible substrate and the thin electrode plate according to the seventh embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1,2,3,4…圧電素子(電気−機械エネルギー変換
素子) 13…回転子(被駆動部材) 16…フランジ部 20…皿ばね(押圧部材) 23…振動片 24…振動発生部
1, 2, 3, 4 Piezoelectric element (electrical-mechanical energy conversion element) 13 Rotor (driven member) 16 Flange part 20 Disc spring (pressing member) 23 Vibrating piece 24 Vibration generating part

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平6−113569(JP,A) 特開 平6−178561(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H02N 2/00 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (56) References JP-A-6-113569 (JP, A) JP-A-6-178561 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) H02N 2/00

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 棒状の電気−機械エネルギー変換素子
備え、該電気−機械エネルギー変換素子に電気信号を印
加することにより端面が中心軸に対して傾斜しながら回
転運動する振動発生部と、 この振動発生部の一方の端面に隣接して同軸に設けら
れ、側面に溝を有する振動片と、 この振動片と上記振動発生部との接続部に形成され、該
振動発生部の共振周波数と上記振動片の共振周波数とが
一致する形状をなすフランジ部と、 上記振動片押圧され、所定方向に移動される被駆動部
材と、 を具備したことを特徴とする超音波モータ。
1. A rod-shaped electric - mechanical energy conversion element
And an electric signal is applied to the electro-mechanical energy conversion element.
A vibration generating part that rotates by tilting the end face with respect to the central axis by applying the vibration , and a coaxially provided adjacent to one end face of the vibration generating part .
Which is formed in the connecting portion of the resonator element having a groove on a side surface, and the resonator element and the vibration generating portion, the
The resonance frequency of the vibration generator and the resonance frequency of
A flange portion forming a matching shape, is pressed against the vibrating element, an ultrasonic motor, characterized by comprising a driven member, a to be moved in a predetermined direction.
【請求項2】 棒状の電気−機械エネルギー変換素子を
備え、該電気−機械エネルギー変換素子に電気信号を印
加することにより端面が中心軸に対して傾斜しながら回
転運動する振動発生部と、 この振動発生部の一方の端面に隣接して同軸に設けら
れ、且つ軸周りに複数に分割されている、側面に溝を有
する振動片と、 この振動片と上記振動発生部との接続部に形成されたフ
ランジ部と、 上記振動片に押圧され、所定方向に移動される被駆動部
材と、 を具備したことを特徴とする超音波モータ。
2. A rod-shaped electro-mechanical energy conversion element.
And an electric signal is applied to the electro-mechanical energy conversion element.
The end face turns while tilting with respect to the center axis.
A vibration generating portion that performs a rolling motion, and is provided coaxially adjacent to one end face of the vibration generating portion.
With a groove on the side that is divided into multiple parts around the axis.
Vibrating reed, and a fan formed at a connecting portion between the vibrating reed and the vibration generating section.
A flange portion and a driven portion pressed by the vibrating piece and moved in a predetermined direction.
Ultrasonic motor, characterized in that equipped with wood, a.
【請求項3】 棒状の電気−機械エネルギー変換素子を
備え、該電気−機械エネルギー変換素子に電気信号を印
加することにより端面が中心軸に対して傾斜しながら回
転運動する振動発生部と、 この振動発生部の一方の端面に隣接して同軸に設けら
れ、側面に溝を有する振動片と、 この振動片と上記振動発生部との接続部に配設され、上
記中心軸に平行な面と垂直な面の何れもが薄肉に形成さ
れたフランジ部と、 上記振動片に押圧され、所定方向に移動される被駆動部
材と、 を具備したことを特徴とする超音波モータ。
3. A rod-shaped electro-mechanical energy conversion element.
And an electric signal is applied to the electro-mechanical energy conversion element.
The end face turns while tilting with respect to the center axis.
A vibration generating portion that performs a rolling motion, and is provided coaxially adjacent to one end face of the vibration generating portion.
A vibrating reed having a groove on a side face, and a connecting portion between the vibrating reed and the vibration generating section,
Both the plane parallel to the central axis and the plane perpendicular to the central axis are formed thin.
And a driven portion that is pressed by the vibrating reed and is moved in a predetermined direction.
Ultrasonic motor, characterized in that equipped with wood, a.
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